JP2005103365A - 除湿装置 - Google Patents

Abstract

【課題】主に一般家庭において部屋の除湿、室内に干された洗濯物の乾燥等に用いられる回転式吸着材（除湿ローター）を備えた吸着式の除湿装置において、熱交換器の熱交換効率を高め、熱交換器内部の通風抵抗を減少し、水漏れを無くすことにより、除湿能力を高め、信頼性を高めることを目的とする。
【解決手段】熱交換器１１１に、再生空気が流入する入口管５と、再生空気が流出する出口管６と、凝縮した結露水が排出される水抜き穴１１３とを備え、前記入口管５より前記熱交換器１１１に流入した再生空気が上方向に流れ、前記熱交換器１１１を下方向に流れてきた再生空気が前記出口管６より流出するようにし、よく結露する熱交換器内再生空気通路の後半部分を下方流とすることにより結露水の滴下を促進し、結露水が熱抵抗となり熱伝達を妨げるのを阻止し、熱交換効率の低下を抑えることにより除湿能力の高い除湿装置が得られる。
【選択図】図１

Description

本発明は、主に一般家庭において部屋の除湿、室内に干された洗濯物の乾燥等に用いられる回転式吸着材（除湿ローター）を備えた吸着式の除湿装置に関するものである。

近年、主に一般家庭で使用される回転式吸着材（除湿ローター）を備えた吸着式の除湿装置においては、再生に用いる空気を循環させて高露点状態にし、その高露点状態の空気を室内空気で冷却して凝縮させ結露水として回収することにより除湿を行うものが一般的であった（例えば、特許文献１参照）。

以下、吸着材で室内から吸湿して結露水として回収する吸着式の除湿装置の構成及び動作について図１０を参照しながら説明する。

図１０は従来の再生に用いる空気を循環させて結露水として回収する除湿装置の構成を示す簡易的な断面図であり、図１０に示すように、除湿装置の本体１０１に、室内空気の吸込口１０２と吹出口１０３を開口し、本体１０１内には吸湿部１０４において室内空気から吸湿し、再生部１０５では加熱手段１０６により加熱されて脱湿し再生する吸着材１０７と、吸湿部１０４と再生部１０５が連続的に入れ替わるように吸着材１０７を回転させる駆動手段１０８と、吸込口１０２から室内空気を吸い込んで吸湿部１０４に供給した後、吹出口１０３から室内に吹出す処理ファン１０９と、加熱手段１０６を介して再生部１０５に高温の再生空気を供給する再生ファン１１０と、再生部１０５において吸着材１０７の脱湿分を含んだ再生空気を処理ファン１０９により供給される室内空気によって冷却する熱交換器１１１とを備えており、熱交換器１１１で冷却された再生空気を再生部１０５に戻して循環させる循環風路１１２を形成している。

以上のように構成された除湿装置の動作について説明すると、室内空気は処理ファン１０９によって吸込口１０２から吸い込まれ、熱交換器１１１に供給されて高湿の再生空気を冷却して吸湿部１０４に供給される。吸湿部１０４において室内空気は吸着材１０７に吸湿されて乾燥空気となり、吹出口１０３から室内に吹出す。一方、再生ファン１１０により創出させる再生空気は加熱手段１０６で加熱されて高温となり再生部１０５に供給される。再生部１０５において吸着材１０７から脱湿する水分を含んで高湿となった後、熱交換器１１１において室内空気によって露点温度以下に冷却されて再生ファン１１０に吸い込まれ循環する。この循環により再生空気は室内空気の温度より高い露点を維持して熱交換器１１１での結露を促進する。熱交換器１１１で露点温度以下に冷却された再生空気中の水分は結露水となって水抜き穴１１３から外部に排水され、この排水された結露水の量が除湿装置の除湿量になる。なお、吸着材１０７の吸湿量には限界があるので、駆動手段１０８によって吸着材１０７を回転移動させ、吸湿部１０４における吸湿と再生部１０５における脱湿再生を連続的に入れ替え繰り返し実行することにより、長時間の連続した除湿を可能にしている。
特開２０００−１２６４９８号公報（第２−３頁、第２図）

このような従来の除湿装置では、熱交換器内側壁面で凝縮した結露水が壁面に留まり、熱抵抗となり熱交換能力が低くなるという課題があり、熱交換器の熱交換能力を高くすることが要求されている。

また、熱交換器内部は通風抵抗が大きく、再生ファンを小さくできないという課題があり、熱交換器内部風路の通風抵抗を少なくすることが要求されている。

また、埃の多い環境にて除湿装置を使用した場合、室内空気ととも誘引された埃は吸着剤に堆積し、その後、再生部に回転移動したきた際、再生空気とともに熱交換器内部に放出される。そして、熱交換器に堆積した埃が水抜き穴を塞ぐ可能性がある。その際、結露水は熱交換器内部にたまり込むこととなり、熱交換器出入口管からの水の漏洩、あるいは、溜まり込んだ結露水が熱抵抗となり熱交換能力の低下という課題があり、埃による水抜き穴の閉塞が無いことが要求されている。

また、水抜き穴において、結露水が水抜き穴を通過していない時は、室内空間と連通することとなり、再生空気の漏れが生じる。再生空気は常に室内空気より絶対湿度が高い状態にあるので、その絶対湿度の差分の水分が漏洩していくことになり、除湿能力が低下するという課題があり、水抜き穴から再生空気が漏洩しにくいことが要求されている。

また、熱交換器の強度が不足しており、取付けた際に歪みを生じ、熱交換器入口管及び出口管において密閉性を保つことができず、結露水の漏れ、および再生空気の漏れの原因となり、除湿能力が低下するという課題があり、熱交換器の強度を確保することが要求されている。

また、熱交換器の入口管および出口管においては、熱交換器壁面を滴下してきた結露水が再生空気に誘引され熱交換器から漏洩し、水漏れの原因となるという課題があり、熱交換器の入口管および出口管から水滴が誘引されないようにすることが要求されている。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、熱交換器の熱交換能力を高くし、熱交換器内部の通風抵抗を小さくし、水抜き穴の閉塞による水のたまり込みを抑え循環風路の閉塞を防ぎ、出入口接続部からの水漏れを防止し、水抜き穴からの再生空気の漏れを抑え、強度を確保し、歪みの少ない熱交換器とすることにより、除湿能力が高く、信頼性の高い除湿装置を提供することを目的としている。

本発明の除湿装置は上記目的を達成するために、熱交換器に、再生空気が流入する入口管と、再生空気が流出する出口管と、凝縮した結露水が排出される水抜き穴とを備え、入口管より熱交換器に流入した再生空気が上方向に流れ、熱交換器を下方向に流れてきた再生空気が出口管より流出するようにしたものである。

この手段により熱交換器内部の特によく結露する再生空気通路の後半部分の風路を下方流とすることにより結露した水の自重による滴下を風により補助する構造となり、効率よく熱交換器壁面の水滴を除去することができ、結露した水が壁面に留まり、熱抵抗となり熱交換能力を低下させることを防止でき除湿能力の低下の無い除湿装置が得られる。

また他の手段は、熱交換器は、再生空気が上方向に流れる第１再生空気通路と、再生空気が下方向に流れる第２再生空気通路を備え、第１再生空気通路と第２再生空気通路は供給される室内空気に直交する同一直線上に位置することとしたものである。

この手段により、熱交換器内部を流れる再生空気は常に室内温度と略同等の温度の室内空気と熱交換をするようになり熱交換効率の高い熱交換器とすることができ、除湿能力の高い除湿装置が得られる。

また他の手段は、熱交換器は、再生空気が上方向に流れる第１再生空気通路と、再生空気が下方向に流れる第２再生空気通路と、第１再生空気通路と第２再生空気通路を接続する接続部を備え、接続部を入口管および出口管より高い位置に設けるようにしたものである。

この手段により第２再生空気通路を長く取ることができ、効率よく熱交換器壁面の水滴を除去することができ、結露した水が壁面に留まり、熱抵抗となり熱交換能力を低下させることを防止でき除湿能力の低下の無い除湿装置が得られる。

また他の手段は熱交換器の入口管から流入した再生空気は上方向に流れる熱交換器内部の第１再生空気通路において複数の通路に分岐し、接続部分において１つの通路に合流し、下方向に流れる熱交換器内部の第２再生空気通路において再び複数の通路に分岐し、熱交換器の出口管において合流し流出することとしたものである。

この手段により熱交換器の表面積を限られた空間の中で大きく取ることができ、また、再生空気流れを撹拌することができるので熱交換を促進できるので、小型で除湿能力の高い除湿装置を得ることができる。

また、本発明の除湿装置は上記目的を達成するために、上方向に流れる熱交換器内部の第１再生空気通路の通路断面積と下方向に流れる熱交換器内部の第２再生空気通路の通路断面積を同等としたものである。

この手段により熱交換器内部の上方流れ経路の圧力損失と下方流れ経路の圧力損失を略同等とすることができ、熱交換器内部トータルの圧力損失を低減でき、再生ファン出力を小さくすることができるので、小型の除湿装置が得られる。

また他の手段は上方向に流れる熱交換器内部の第１再生空気通路の通路長さと下方向に流れる第２熱交換器内部の再生空気通路の通路長さを同等としたものである。

この手段により熱交換器内部の上方流れ経路の圧力損失と下方流れ経路の圧力損失を略同等とすることができ、熱交換器内部トータルの圧力損失を低減でき、再生ファン出力を小さくすることができるので、小型の除湿装置が得られる。

また、本発明の除湿装置は上記目的を達成するために、熱交換器に複数個の水抜き穴を設けたこととしたものである。

この手段により埃が堆積し水抜き穴が１つ塞がったとしても、さらに１つ以上の水抜き穴が設置されているため、結露水が熱交換器内部に溜まり込み熱交換器出入口管からの水の漏洩、あるいは、溜まり込んだ結露水が熱抵抗となり熱交換能力の低下ということが無く、信頼性が高く、除湿能力の高い除湿装置を得ることができる。

また他の手段は水抜き穴を第１再生空気通路の最下点、および第２再生空気通路の最下点に各々１つ以上開口したこととしたものである。

この手段によりそれぞれの通路のおいて滴下してきた水滴は効率よく水抜き穴から排水が行われ、熱交換器内部に溜まり込むことが無いので、溜まり込んだ結露水が熱抵抗となり、熱交換器能力を低下させることが無く、熱交換効率の高い熱交換器とすることができ、除湿能力の高い除湿装置が得られる。

また、本発明の除湿装置は上記目的を達成するために、水抜き穴は、除湿装置運転中は陰圧であるとしたものである。

この手段により水抜き穴を落ちる水滴の径を大きくでき熱交換器と水抜き穴を介して連通する室内空間との開口面積を小さくすることができるので再生空気の漏洩を少なくすることができ、除湿能力の低下の少ない除湿装置を得ることができる。

また、本発明の除湿装置は上記目的を達成するために、熱交換器の上方向に流れる熱交換器内部の第１再生空気通路と下方向に流れる熱交換器内部の第２再生空気通路とを分離しているスリット部分に連結部を設けることとしたものである。

この手段により熱交換器の強度を確保でき、歪みの少ない熱交換器とすることができるので、熱交換器取付けの際に熱交換器の歪みによる熱交換器出入口に隙間ができることがなく、再生空気の漏洩を防ぐことができるので、除湿能力の低下の少ない除湿装置を得ることができる。

また他の手段は熱交換器の連結部が出口管および入口管より略鉛直方向に低い位置に配置されることとしたものである。

この手段により熱交換器の強度を確保でき、歪みの少ない熱交換器とすることができるので、熱交換器取付けの際に熱交換器の歪みによる熱交換器出入口に隙間ができることがなく、再生空気の漏洩を防ぐことができるので、除湿能力の低下の少ない除湿装置を得ることができる。

また、本発明の除湿装置は上記目的を達成するために、熱交換器の連結部が上方向に流れる熱交換器内部の第１再生空気通路と下方向に流れる熱交換器内部の第２再生空気通路を連通する構造としたものである。

この手段により熱交換器内部に埃が堆積し水抜き穴が１つ塞がり結露水が溜まってきたとしても、溜まってきた結露水を連結部の連通部を通り他方の水抜き穴に向かって流すことができるので、熱交換器入口管もしくは出口管の高さを超えて結露水が溜まり込むことがなく、熱交換器出入口からの水の漏洩を防ぐことができ、信頼性の高い除湿装置を得ることができる。

また、本発明の除湿装置は上記目的を達成するために、熱交換器の入口管および出口管の少なくとも一方に、結露水が入口管もしくは出口管から流出するのを防止する水滴流出防止手段を有することとしたのである。

この手段により熱交換器内部の壁面を滴下してきた結露水が入口管および出口管内に滴下するのを防止し、再生空気とともに誘引されるのを防止することができ、結露水の漏洩を防ぎ、信頼性の高い除湿装置がえらる。

また、本発明の除湿装置は上記目的を達成するために、熱交換器を熱伝導促進物質を含有させた樹脂にて成形することとしたものである。

この手段により熱交換器の熱伝導率を促進し、熱交換効率を高めることができ、除湿能力の高い除湿装置が得られる。

本発明によれば効率よく熱交換器壁面の水滴を除去することができ、結露した水が壁面に留まり、熱抵抗となり熱交換能力を低下させることを防止できる効果のある除湿能力の低下の無い除湿装置が得られる。

また、第１再生空気通路と第２再生空気通路は供給される室内空気に直交する同一直線上に位置することにより、熱交換器内部を流れる再生空気を常に室内温度と略同等の温度の室内空気と熱交換をすることができ、熱交換器の熱交換効率の高めることができる。

また、第１再生空気通路と第２再生空気通路を接続する接続部を備え、接続部を入口管および出口管より高い位置に設けたことにより、第２再生空気通路を長く設置することができ、熱交換能力を低下させることを防止できる。

また、熱交換器は、再生空気が上方向に流れる第１再生空気通路と、再生空気が下方向に流れる第２再生空気通路を備え、第１再生空気通路と第２再生空気通路の通路断面積を略同等としたことにより、熱交換器内部トータルの圧力損失を低減でき、再生ファン出力を小さくすることができる。

また、上方向に流れる熱交換器内部の第１再生空気通路の通路長さと下方向に流れる第２熱交換器内部の再生空気通路の通路長さを同等とすることにより、熱交換器内部トータルの圧力損失を低減でき、再生ファン出力を小さくすることができる。

また、入口管より流入した再生空気が第１再生空気通路において複数に分流し、接続部において合流し、第２再生空気通路において複数に分流し、出口管より合流して流出することにより、熱交換器の表面積を限られた空間の中で大きく取ることができ、また、再生空気流れを撹拌することができるので熱交換を促進できるので、小型で除湿能力の高い除湿装置を得ることができる。

また、熱交換器に複数個の水抜き穴を設けたことにより、結露水が熱交換器内部に溜まり込むことが無く、信頼性の高い除湿装置を得ることができる。

また、水抜き穴を第１再生空気通路の最下点、および第２再生空気通路の最下点に各々１つ以上開口したことにより、それぞれの通路のおいて滴下してきた水滴は効率よく水抜き穴から排水が行われ、熱交換器内部に溜まり込むことが無いので、溜まり込んだ結露水が熱抵抗となり、熱交換器能力を低下させることが無く、熱交換効率の高い熱交換器とすることができる。

また、水抜き穴が、除湿装置運転中は陰圧であることにより、水抜き穴を落ちる水滴の径を大きくでき熱交換器と水抜き穴を介して連通する室内空間との開口面積を小さくすることができるので再生空気の漏洩を少なくすることができ、除湿能力の低下の少なくすることができる。

また、熱交換器の上方向に流れる熱交換器内部の第１再生空気通路と下方向に流れる熱交換器内部の第２再生空気通路とを分離しているスリット部分に連結部を設けることにより、熱交換器の強度を確保でき、歪みの少ない熱交換器とすることができる。

また、熱交換器の連結部が出口管および入口管より略鉛直方向に低い位置に配置されることにより、熱交換器の強度を確保でき、歪みの少ない熱交換器とすることができる。

また、熱交換器の連結部が上方向に流れる熱交換器内部の第１再生空気通路と下方向に流れる熱交換器内部の第２再生空気通路を連通する構造としたものであり、熱交換器内部に埃が堆積し水抜き穴が１つ塞がり結露水が溜まってきたとしても、溜まってきた結露水を連結部の連通部を通り他方の水抜き穴に向かって流すことができるので、熱交換器入口管もしくは出口管の高さを超えて結露水が溜まり込むことがなく、熱交換器出入口からの水の漏洩を防ぐことができ、信頼性の高い除湿装置を得ることができる。

また、熱交換器の入口管および出口管の少なくとも一方に、結露水が入口管もしくは出口管から流出するのを防止する水滴流出防止手段を有することにより、熱交換器内部の壁面を滴下してきた結露水が入口管および出口管内に滴下するのを防止し、再生空気とともに誘引されるのを防止することができ、結露水の漏洩を防ぐことができる。

また、熱交換器を熱伝導促進物質を含有させた樹脂にて成形することとしたものであり、熱交換器の熱伝導率を促進し、熱交換効率を高めることができる。

本発明の請求項１記載の発明は、吸湿部と再生部を備え、吸湿部において室内空気より吸湿し、再生部では加熱手段により加熱されて脱湿し再生する吸着材と、吸湿部と再生部が入れ替わるように吸着材を回転する駆動手段と、吸湿部に室内空気を供給する処理ファンと、加熱手段を介して再生部に高温の再生空気を供給する再生ファンとを備え、吸着材からの脱湿分を再生空気に混合して熱交換器に導入し、処理ファンにより供給される室内空気を用いて冷却して結露水として回収し、冷却されて飽和した再生空気を再生部に戻して循環する循環風路を備えた除湿装置であって、熱交換器に、再生空気が流入する入口管と、再生空気が流出する出口管と、凝縮した結露水が排出される水抜き穴とを備え、入口管より熱交換器に流入した再生空気が上方向に流れ、熱交換器を下方向に流れてきた再生空気が出口管より流出することとしたものであり、よく結露する熱交換器の再生風路後半において、下方流とすることにより結露した水の自重による滴下を風により補助するという作用を有する。

また、熱交換器は、再生空気が上方向に流れる第１再生空気通路と、再生空気が下方向に流れる第２再生空気通路を備え、第１再生空気通路と第２再生空気通路は供給される室内空気に直交する同一直線上に位置することしたものであり、循環風路が常に室内温度と同温度の空気と熱交換できるという作用を有する。

また、熱交換器は、再生空気が上方向に流れる第１再生空気通路と、再生空気が下方向に流れる第２再生空気通路と、第１再生空気通路と第２再生空気通路を接続する接続部を備え、接続部を入口管および出口管より高い位置に設けたこととするものであり、出口管へ向かう下方向に流れる熱交換器内部の再生空気通路の領域を大きくする作用を有する。

また、熱交換器は、再生空気が上方向に流れる第１再生空気通路と、再生空気が下方向に流れる第２再生空気通路を備え、第１再生空気通路と第２再生空気通路の通路断面積を略同等としたものであり、熱交換内部の圧力損失を小さくする作用を有する。

また、熱交換器は、再生空気が上方向に流れる第１再生空気通路と、再生空気が下方向に流れる第２再生空気通路を備え、第１再生空気通路と第２再生空気通路の通路長さを略同等としたものであり、熱交換内部の圧力損失を小さくする作用を有する。

また、熱交換器は、再生空気が上方向に流れる第１再生空気通路と、再生空気が下方向に流れる第２再生空気通路と、第１再生空気通路と第２再生空気通路を接続する接続部とを備え、入口管より流入した再生空気が第１再生空気通路において複数に分流し、接続部において合流し、第２再生空気通路において複数に分流し、出口管より合流して流出することとしたものであり、熱交換器内部の流れを撹拌し熱伝達率を向上させるという作用を有する。

また、熱交換器に複数個の水抜き穴を設けたこととしたものであり、熱交換器内部に埃が堆積し水抜き穴が１つ塞がったとしても、さらに１つ以上の水抜き穴が設置されているため、結露水が熱交換器内部に溜まり込みをなくす作用を有する。

また、水抜き穴を第１再生空気通路の最下点、および第２再生空気通路の最下点に各々１つ以上開口したこととするものであり、熱交換器内部の結露水の排水を円滑に行うという作用を有する。

また、水抜き穴は、除湿装置運転中は陰圧であることとするものであり、水抜き穴を通る水滴の大きさを大きくでき再生空気が漏れる実質開口部の面積を小さくするという作用を有する。

また、熱交換器は、再生空気が上方向に流れる第１再生空気通路と、再生空気が下方向に流れる第２再生空気通路と、第１再生空気通路と第２再生空気通路を接続する接続部を備え、第１再生空気通路と第２再生空気通路とを分離しているスリット部分に連結部を設けることとするものであり、熱交換器に強度を持たせる作用を有する。

また、連結部を出口管および入口管より低い位置に設けたこととしたものである。

また、連結部が第１再生空気通路と第２再生空気通路を連通する連通部を有していることとしたものであり、熱交換器内部に埃が堆積し水抜き穴が１つ塞がり結露水が溜まってきたとしても、溜まってきた結露水を連結部の連通部を通り他方の水抜き穴に向かって流すという作用を有する。

また、熱交換器の入口管および出口管の少なくとも一方に、結露水が入口管もしくは出口管から流出するのを防止する水滴流出防止手段を備えたこととしたものであり、熱交換器内部壁面を滴下してきた結露水が水滴流出防止手段により、熱交換器入口管および出口管から熱交換器外に誘引されるのを防止する作用を有する。

また、熱交換器を熱伝導促進物質を含有させた樹脂にて成形することとしたものであり、熱交換器の熱伝導を促進する作用を有する。

また、熱伝導促進物質はカーボンであることとしたものであり、熱交換器の熱伝導をさらに促進する作用を有する。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態における除湿装置の概略構成を示す簡易的な分解図である。図１に示すように、この除湿装置は本体１０１の外郭を形成するケース１に吸込口１０２と吹出口１０３を開口し、本体１０１内に吸込口１０２から室内の空気を吸込んで吹出口１０３より室内に吹出す処理ファン１０９を設けている。処理ファン１０９の前段には円筒状の吸着材１０７を回転軸２を中心に仕切板３に回転自在に取り付けて、吸着材１０７の外周に設けた駆動手段１０８の作動により回転移動を為すようにしている。また、吸着材１０７の一部を室内空気の通風方向後段側から扇型のボックス４によって覆蓋し、このボックス４に加熱手段１０６を内包して、吸着材１０７のボックス４覆蓋部分を再生部１０５、それ以外の部分を吸湿部１０４に区分している。吸湿部１０４には処理ファン１０９により室内空気を供給して吸着材１０７への吸湿を行い、再生部１０５にはボックス４に接続する再生ファン１１０により、加熱手段１０６を介して高温の再生空気を供給して吸着材１０７の脱湿再生を行う。再生ファン１１０はボックス４に近接して接続され、ボックス４同様に吸着材１０７の室内空気の通風方向後段側に配される。吸着材１０７の室内空気の通風方向前段には、入口管５と出口管６と水抜き穴１１３を有する中空状の熱交換器１１１を設け、再生部１０５に供給された再生空気を入口管５から熱交換器１１１内に導入し、出口管６から仕切板３に設けた接続管７を介して再生ファン１１０に戻すように連結して循環風路１１２を形成している。また、熱交換器１１１の外郭には通風可能な複数の通風孔８を開口し、この通風孔８に処理ファン１０９により送風される室内空気を通過させ、熱交換器１１１内を循環する再生空気をその露点温度以下に冷却して結露させる。熱交換器１１１内面に結露した再生空気中の水分は、その自重によって下方に滴下し水抜き穴１１３から貯水タンク９に集水される。この貯水タンク９を本体１０１から取り外して排水することにより結露水の処理が為されることになる。

図２は熱交換器の構成を示す構成説明図である。図２に示すように熱交換器１１１は再生空気を取入れる入口管５と再生空気が取出される出口管６と凝縮した結露水を排出する水抜き穴１１３とを備えた樹脂材料（好ましくはポリプロピレン）をブロー成形（もしくはツインシート真空成形）により一体成形された中空樹脂成形品からなる一層式熱交換器として構成される。熱交換器１１１は上方向に流れる熱交換器１１１の第１再生空気通路１０と下方向に流れる熱交換器１１１の第２再生空気通路１１を有し、第１再生空気通路１０と第２再生空気通路１１はスリット部１３によりそれぞれの風路は隔離されており、熱交換器最上部で接続部１４により連通されている。また、第１再生空気通路１０と第２再生空気通路１１は、それぞれ伝熱面積増加手段および再生空気撹拌手段を兼ね備えた複数の分岐管１２により構成されている。出口管６は第２再生空気通路１１の上下方向において低い位置に設置されており、入口管５も第１再生空気通路１０の低い位置に設置されている。また、第１再生空気通路と第２再生空気通路の通風抵抗を同等にする手段の１つとして、第１再生空気通路１０と第２再生空気通路１１の通路長さは、ほぼ同等の長さとなる構成とされている。

吸着材１０７の再生部１０５を通過し高湿状態となった再生空気は入口管５から熱交換器１１１に導入される。熱交換器１１１に導入された再生空気はまず上方向に流れる第１再生空気通路１０に流れ込み、分岐管１２により複数の通路に分岐される。つぎに接続部１４において分岐されていた流れは合流し流れ方向を折り返す。更に下方向に流れる第２再生空気通路１１に流れ込み、分岐管１２により複数の通路に分岐される。そして再生空気は出口管６付近で合流し、出口管６から熱交換器１１１外に導出される。この間、再生空気は室内空気により冷却され、その空気の露点以下に冷やされるため再生空気内の水分は凝縮され、水滴となって熱交換器１１１内部の壁に付着することとなる。上述のように再生空気の分岐合流を繰り返すことにより再生空気通路の流れを撹拌し、熱交換器１１１内部壁面付近の温度境界層を大きくさせないようにすることにより熱伝達を促進し、さらに限られたスペースの中で熱交換器１１１伝熱面の表面積を可能な限り大きくすることができるので熱交換効率を高めることができる。なお、風速分布均一化手段として、それぞれの分岐管１２の長さを調整することにより第１再生空気通路１０および第２再生空気通路１２の風速分布を均一し、更に熱交換効率を向上させている。

また、図３は入口管５から出口管６までの再生空気の状態変化を空気線図上で示したものである。図に示されるとおり熱交換器１１１入口付近では再生空気は露点温度に達しておらず、熱交換器１１１を通過していく中で露点温度に達し凝縮が開始される。つまり熱交換器１１１の再生空気通路において通路の後半部分がよく凝縮がおこることになる。前述のように熱交換器内の再生空気通路の後半部分である第２再生空気通路１１を下方向に流れるようにすれば、図４に示すがごとく、熱交換器内壁を伝って自重により滴下しようとしている結露水に下向きに力を加えることができ、結露水の滴下を促進することができる。これにより結露水が熱交換器内壁に留まるのを防止し、スムーズな排水を促すとともに結露水が熱抵抗となり熱伝達を妨げるのを阻止し、熱交換効率の低下を抑えることができる。上記作用を効果的に得るためには下方向に流れる第２の再生空気通路を熱交換器のスペースの中でできる限り大きく取ることが望ましく、本実施例のように再生空気通路を１回折り返す場合には接続部を熱交換器１１１の最上部に設置するのが望ましい。なお、熱交換器１１１を撥水性のある材料、あるいは表面を撥水処理した材料にて形成することにより、熱交換器１１１内部壁面に付着する結露水の壁面との接触面積を減らすことができ、結露水が滴下しやすい状況にすることができるので、上記の第２再生空気通路１１を下方向流れとすることによる結露水の滴下促進の効果を更に高めることができる。

図５は図２中Ａ−Ａにおける断面図を示したものである。図５に示すように第１再生空気通路と第２再生空気通路の通風抵抗を同等にする手段の１つとして、上方向に流れる熱交換器１１１の第１再生空気通路１０のトータル断面積と下方向に流れる熱交換器１１１の第２再生空気通路１１のトータル断面積を等しくする構成としている。これにより熱交換器１１１内部の上方流れ経路の圧力損失と下方流れ経路の圧力損失を略同等とすることができ、熱交換器１１１内部トータルの圧力損失を低減でき、再生ファン出力を小さくすることができる。また、図中矢印で示す室内空気流れに対して第１再生空気通路１０と第２再生空気通路１１が正対して設置されるように構成されており、熱交換器１１１の通路はすべて、室内温度と同じ室内空気と熱交換できるように構成されている。除湿装置が置かれた状況において、一番温度が低い空気は室内空気であり、その室内空気と熱交換器１１１の全通路が常時晒されることになり、熱交換器１１１を流れる再生空気は効率的に冷却され、熱交換能力を高めることができる。

図６は水抜き穴１１３の断面の詳細を示した説明図である。熱交換器内側壁面を滴下してきた水滴は水抜き穴１１３を通って貯水タンク９に集水される。水抜き穴１１３を結露水が通過していない時は、熱交換器内部通路は室内空間と連通することとなり、再生空気の漏れが生じる。再生空気は常に室内空気より絶対湿度が高い状態にあるので、室内空気の絶対湿度との差分の水分が漏洩していくことになり、除湿能力が低下してしまう。図１に示すように、水抜き穴１１３を陰圧にする手段として、熱交換器１１１の出口管６を再生ファン１１０の吸込み口の近傍に配置する構造としている。この構造により熱交換器１１１内部の通路の静圧を大気圧と比較して低い状態とし、水抜き穴１１３の開口部においても静圧を大気圧より低い状態とすることにより、図６中矢印の方向に室内空気を流し、水抜き穴１１３を滴下する水滴の直径を大きくすることができる。これにより水抜き穴１１３における空気が流れる実質の開口面積を小さくすることができる。上記のように構成することにより水抜き穴１１３からの空気の漏れを少なくし、除湿能力の低下を抑えることができる。また、上記作用を得るためには水抜き穴１１３の直径は４ｍｍ以上１５ｍｍ以下が適当であり、より好ましくは直径８ｍｍ以上１０ｍｍ以下である。また、水抜き穴１１３が円形の穴である場合について示してきたが、水を滴下させるという機能を有していれば他の形状でもよく、例えば多角形や半円形、等の穴でも上述するような開口面積と同等の開口面積であれば良い。

図７は熱交換器１１１の入口管５、出口管６、水抜き穴１１３、連結部１５の位置関係を示す詳細図である。水抜き穴１１３は第１再生空気通路１０および第２再生空気通路１１のそれぞれの最下点に配置されている。上記のように構成することにより、それぞれの通路のおいて滴下してきた水滴は効率よく水抜き穴から排水が行われ、熱交換器１１１内部に溜まり込むことが無いので、溜まり込んだ結露水が熱抵抗となり、熱交換器能力を低下させることが無く、熱交換効率の高い熱交換器とすることができる。

また、スリット部１３には、入口管５および出口管６の最下点より上下方向において低い位置に第１再生空気通路１０と第２再生空気通路１１を接続するように連結部１５が設けられている。熱交換器１１１は入口管５を再生部１０５に接続する図示していない接続管にはめ込み、出口管６を接続管７にはめ込んだ状態で、熱交換器１１１の四隅に設けられたネジ取付け用のフランジを介して、仕切り板３にネジ止めされるのが一般的である。その際、熱交換器１１１が歪んだ場合、入口管５および出口管６において接続管７との間に隙間が生じ、再生空気が漏洩することが考えられる。上記のように連結部１５を設けることにより熱交換器１１１の強度を確保でき、歪みの少ない熱交換器１１１とすることができるので、再生空気の漏洩を防ぐことができる。なお、連結部１５をネジ止め用のフランジとして利用し仕切板３にネジ止めすることにより更に強度が高く歪みの少ない構成とすることができる。なお、本実施例では連結部１５を一体成形にて形成しているが、例えば樹脂や金属による別部品として構成してもよく作用に差異はない。

埃の多い環境にて除湿装置を使用した場合、室内空気ととも誘引された埃はフィルター１６により除去されるが、除去しきれなかった埃は吸着材１０７の吸湿部１０４に堆積する。その後、再生部１０５に回転移動したきた際、再生空気とともに熱交換器１１１内部に放出され、結露水とともに水抜き穴１１３に向かって流れていくことになる。そして堆積した埃により水抜き穴１１３が塞がれる可能性がある。その際、結露水は熱交換器１１１内部にたまり込むこととなり、結露水が熱抵抗となり熱交換効率の低下、あるいは、熱交換器出入口管５、６からの水の漏洩の可能性がある。上述のように水抜き穴１１３を複数個設けることにより、たとえ１つの水抜き穴１１３が閉塞したとしても他の水抜き穴１１３から排水がなされるので、結露水が溜まり込むことがない。さらに、図７に示すように第１再生空気通路１０と第２再生空気通路１１を連通するように連結部１５に連通穴１６を設けるよう構成すれば一方の水抜き穴１１３が閉塞した時、溜まってきた結露水は入口管５および出口管６に到達する前に連通穴１６を通って他方の水抜き穴１１３に向かって流れることができ、入口管５、出口管６からの水の漏洩がなく信頼性の高い除湿装置とすることができる。本実施例では連結部１５を中空状に成形することにより連通穴１６を生成しているが、第１再生空気通路１０と第２再生空気通路１１を連通するように連通穴１６を設置すれば作用に差異はない。また、図８のように連通穴１６が常に結露水により水封されるように配置すれば再生空気が入口管５から出口管６に接続部１４を通らずにショートカットするのを防ぐことができ、熱交換効率の良い熱交換器とすることができる。

図９（ａ）（ｂ）（ｃ）は熱交換器１１１の出口管５に設置される水滴流出防止手段１７の詳細を示した説明図であり、図９（ａ）（ｂ）は水滴流出防止手段１７の形状パターンを示した図であり、図９（ｃ）は図９（ａ）のＢ−Ｂ断面を示した図である。図９（ａ）に示すように水滴流出防止手段１７は出口管６近傍の上下方向において高い所に設置される。熱交換器１１１と一体成形で再生空気通路に突出するリブ状に形成されている。出口管６上部の熱交換器壁面を滴下してきた水滴が出口管６に入り込まないように水滴をすべて除去する必要があるので、水滴流出防止手段１７は上方から見て出口管６をすべて覆うように設置する必要がある。また、水滴流出防止手段１７に結露水が溜まり込まないよう水平に対して角度をもって配置されており、壁面を滴下してきた水滴は水滴流出防止手段１７に受け止められ、リブに沿って出口管６を避けるように流れてく。これにより水滴が出口管６から熱交換器１１１外部に誘引されることがない。また、図９（ｂ）に示すように出口管６の周りの全周を覆うように配置しても作用、効果に差異はない。また、本実施例では熱交換器１１１と一体成形で再生空気通路に突出するリブ状に形成されているが、別部品により構成しても作用に差異はない。また、出口管６に設置する水滴流出防止手段１７についてのみ述べてきたが、入口管５についても同様の構造で同様の作用、効果が得られる。

また、上記構成では、樹脂材料としてポリプロピレンを用いたが、熱伝導促進物質を含有させることにより熱交換器１１１壁面の熱伝導を促進し熱交換効率を向上させることができる。熱伝導促進物質としてカーボンを５％から１０％含有させることにより上記効果は顕著になる。

上記構成により熱交換効率が良く、圧力損失が低く、水漏れの心配が無く、強度が確保された熱交換器１１１を得ることができ、除湿能力が高く信頼性が高い除湿装置を提供することができるものである。

なお、本実施例に用いる吸着材１０７としては、吸着材１０７が比較的湿分を多く含むときに相対的に湿度の低い空気、例えば加熱された再生空気が通過すると通過空気中に水分を放湿し、吸着材１０７が比較的乾燥しているときに相対的に湿度の高い空気、例えば室内空気が通過すると通過空気中の水分を吸湿する性質を有するものであれば良く、例えば、セラミック繊維、ガラス繊維等の無機繊維、もしくはそれら無機繊維とパルプとを混合して抄造した平面紙とコルゲート加工を施した波型紙とを積層して巻き上げて円盤状に形成し、ゼオライト、シリカゲル、活性炭などの吸着材料を１種類以上担持したものを用いることが可能である。

また、吸着材１０７を回転移動させる駆動手段１０８としては、ＡＣインダクタモータを使用すれば良く、モータの軸にギアを締着して吸着材１０７の外周に設けたギアに噛み合わせれば容易に回転駆動が可能である。そして、吸着材１０７の回転速度を毎時２０回転から４０回転に調整すれば吸着と脱着をバランス良く実行することができる。

また、再生部を加熱する加熱手段１０６としては、例えば、ニクロムヒーター、セラミックヒーター、シーズヒーター、輻射ヒーター等の電気式ヒーターを用いれば良く、更にはヒーターに限らず再生空気を昇温可能なものであれば良いのであって、内部に高温の流体が流れる熱交換器を使用することも可能である。その熱交換器の内部を流す高温の流体としては、温水ボイラ、ＣＯ２ヒートポンプ給湯機、コージェネ排熱等を熱源とする温水、或いは直膨式ヒートポンプを熱源とするＲ４１０Ａ、ＣＯ２等の冷媒を用いれば良い。

熱交換器の熱交換効率を高め、熱交換器内部の通風抵抗を減少し、水漏れを無くすことにより除湿能力を高め、信頼性を高めることが必要な、回転式吸着材（除湿ローター）を備えた吸着式の除湿装置等の用途にも適応できる。

本発明の実施の形態１の除湿装置の概略構成を示す簡易的な分解図 同、除湿装置の熱交換器１１１の構成を示す構成説明図 同、除湿装置の熱交換器１１１の入口管５から出口管６までの再生空気の状態の変化を空気線図上で示した説明図 同、除湿装置の熱交換器内壁を伝って滴下する結露水の様子を示す説明図 同、除湿装置の熱交換器１１１の図２におけるＡ−Ａ断面の断面図 同、除湿装置の水抜き穴１１３の断面の詳細を示した説明図 同、除湿装置の熱交換器１１１の入口管５、出口管６、水抜き穴１１３、連結部１５の位置関係を示す詳細図 同、除湿装置の熱交換器１１１の入口管５、出口管６、水抜き穴１１３、連結部１５の位置関係における他の実施例を示す説明図 同、除湿装置の熱交換器１１１の出口管５に設置される水滴流出防止手段１７の詳細を示した説明図 従来の除湿装置の構成を示す簡易的な断面図

符号の説明

５ 入口管
６ 出口管
１０ 第１再生空気通路
１１ 第２再生空気通路
１２ 分岐管
１３ スリット部
１４ 接続部
１５ 連結部
１６ 連通穴
１０４ 吸湿部
１０５ 再生部
１０６ 加熱手段
１０７ 吸着材
１０８ 駆動手段
１０９ 処理ファン
１１０ 再生ファン
１１１ 熱交換器
１１２ 循環風路

Claims (15)

1. 吸湿部と再生部を備え、前記吸湿部において室内空気より吸湿し、前記再生部では加熱手段により加熱されて脱湿し再生する吸着材と、前記吸湿部と前記再生部が入れ替わるように前記吸着材を回転する駆動手段と、前記吸湿部に室内空気を供給する処理ファンと、前記加熱手段を介して前記再生部に高温の再生空気を供給する再生ファンとを備え、前記吸着材からの脱湿分を再生空気に混合して熱交換器に導入し、前記処理ファンにより供給される室内空気を用いて冷却して結露水として回収し、冷却されて飽和した再生空気を前記再生部に戻して循環する循環風路を備えた除湿装置であって、前記熱交換器に、再生空気が流入する入口管と、再生空気が流出する出口管と、凝縮した結露水が排出される水抜き穴とを備え、前記入口管より前記熱交換器に流入した再生空気が上方向に流れ、前記熱交換器を下方向に流れてきた再生空気が前記出口管より流出することを特徴とする除湿装置。
2. 熱交換器は、再生空気が上方向に流れる第１再生空気通路と、再生空気が下方向に流れる第２再生空気通路を備え、前記第１再生空気通路と前記第２再生空気通路は供給される室内空気に直交する同一平面上に位置することを特徴とする請求項１記載の除湿装置。
3. 熱交換器は、再生空気が上方向に流れる第１再生空気通路と、再生空気が下方向に流れる第２再生空気通路と、前記第１再生空気通路と前記第２再生空気通路を接続する接続部を備え、前記接続部を入口管および出口管より高い位置に設けたことを特徴とする請求項１または２記載の除湿装置。
4. 熱交換器は、再生空気が上方向に流れる第１再生空気通路と、再生空気が下方向に流れる第２再生空気通路を備え、前記第１再生空気通路と前記第２再生空気通路の通路断面積を略同等としたことを特徴とする請求項３記載の除湿装置。
5. 熱交換器は、再生空気が上方向に流れる第１再生空気通路と、再生空気が下方向に流れる第２再生空気通路を備え、前記第１再生空気通路と前記第２再生空気通路の通路長さを略同等としたことを特徴とする請求項３または４記載の除湿装置。
6. 熱交換器は、再生空気が上方向に流れる第１再生空気通路と、再生空気が下方向に流れる第２再生空気通路と、前記第１再生空気通路と前記第２再生空気通路を接続する接続部とを備え、入口管より流入した再生空気が前記第１再生空気通路において複数に分流し、前記接続部において合流し、前記第２再生空気通路において複数に分流し、出口管より合流して流出することを特徴とする請求項３、４、または５記載の除湿装置。
7. 熱交換器に複数個の水抜き穴を設けたことを特徴とする請求項１、２、３、４、５または６記載の除湿装置。
8. 水抜き穴を第１再生空気通路の最下点、および第２再生空気通路の最下点に各々１つ以上開口したことを特徴とする請求項７記載の除湿装置。
9. 水抜き穴は、除湿装置運転中は陰圧であることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７または８記載の除湿装置。
10. 熱交換器は、再生空気が上方向に流れる第１再生空気通路と、再生空気が下方向に流れる第２再生空気通路と、前記第１再生空気通路と前記第２再生空気通路を接続する接続部を備え、前記第１再生空気通路と前記第２再生空気通路とを分離しているスリット部分に連結部を設けることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、８または９記載の除湿装置。
11. 連結部を出口管および入口管より低い位置に設けたことを特徴とする請求項１０記載の除湿装置。
12. 連結部が第１再生空気通路と第２再生空気通路を連通する連通部を有していることを特徴とする請求項１１記載の除湿装置。
13. 熱交換器の入口管および出口管の少なくとも一方に、結露水が前記入口管もしくは前記出口管から流出するのを防止する水滴流出防止手段を備えたことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１または１２記載の除湿装置。
14. 熱交換器を熱伝導促進物質を含有させた樹脂にて成形することを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２または１３記載の除湿装置。
15. 熱伝導促進物質はカーボンであることを特徴とする請求項１４記載の除湿装置。

Images